RU2305581C1 - Вихревой центробежный реактор - Google Patents
Вихревой центробежный реактор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2305581C1 RU2305581C1 RU2005138386/15A RU2005138386A RU2305581C1 RU 2305581 C1 RU2305581 C1 RU 2305581C1 RU 2005138386/15 A RU2005138386/15 A RU 2005138386/15A RU 2005138386 A RU2005138386 A RU 2005138386A RU 2305581 C1 RU2305581 C1 RU 2305581C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- vortex chamber
- branch pipe
- solid dispersed
- discharging
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cyclones (AREA)
Abstract
Изобретение относится к теплообменным аппаратам, а именно к аппаратам для проведения и интенсификации многофазных химико-технологических процессов с участием компонентов газа, жидкости и твердых веществ в газожидкостных или псевдоожиженных дисперсных слоях, а также для проведения других тепло- и массообменных процессов в вихревых центробежных реакторах. Изобретение может быть использовано в химической, микробиологической и в смежных с ними отраслях промышленности. Сущность изобретения: в вихревом центробежном реакторе, содержащем вихревую камеру с верхней и нижней торцевыми крышками и направляющим аппаратом, устройства ввода и вывода фаз, устройство вывода фаз разделено на патрубок вывода газообразной фазы и патрубок вывода твердой дисперсной фазы, причем патрубок вывода газообразной фазы расположен в центре вихревой камеры, с выходом за границы верхней и нижней торцевых крышек, при этом его нижний конец расположен в закрепленном в нижней торцевой крышке патрубке вывода твердой дисперсной фазы на глубине 0,4-2,5 своего диаметра, а направляющий аппарат выполнен с возможностью подачи многофазного потока под углом 30-60°. Технический результат от использования предлагаемого изобретения направлен на упрощение конструкции вихревого центробежного реактора, а также на возможность быстрого разделения газообразной и твердой дисперсной фаз при их выводе из реактора без снабжения отдельным сепарационным устройством. 2 ил.
Description
Изобретение относится к теплообменным аппаратам, а именно к аппаратам для проведения и интенсификации многофазных химико-технологических процессов с участием компонентов газа, жидкости и твердых веществ в газожидкостных или псевдоожиженных дисперсных слоях, а также для проведения других тепло- и массообменных процессов в вихревых центробежных реакторах. Изобретение может быть использовано в химической, микробиологической и в смежных с ними отраслях промышленности.
Известен реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем [RU №2232939, F23C 10/04, 2004], содержащий печь, нижняя часть которой снабжена соплами газа для псевдоожижения материала слоя, подаваемого в печь, сепаратор частиц для отделения материала слоя от газа, выходящего из реактора, канал возврата для материала слоя, отделенного в сепараторе частиц.
Известен тепломассообменный аппарат [SU 1309376, B01D 3/30, 30.06.1992], содержащий корпус, вихревую камеру с верхней торцовой профилированной стенкой, направляющим элементом, патрубки для ввода жидкости и газа, устройство для сепарации газа и жидкости, в котором с целью повышения эффективности тепло- и массообмена за счет предотвращения образования застойных зон и брызгоуноса нижняя торцовая стенка вихревой камеры выполнена с отверстиями, расположенными равномерно по окружности и направленными тангенциально в сторону вращения газового потока, через которые дополнительно закручивают жидкость, подаваемую в вихревую камеру.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является центробежный реактор для проведения многофазных процессов [RU 2259870, B01J 8/14, 2005.09.10], выбранный за прототип, содержащий вихревую камеру с направляющим аппаратом и торцевыми крышками, а также устройства для ввода и вывода фаз, при этом поверхности торцевых крышек выполнены с возможностью их самопроизвольного или принудительного вращения, и/или по оси вихревой камеры установлена лопастная вертушка, вращающаяся самопроизвольно или приводимая во вращение с помощью внешнего привода с возможностью регулирования частоты вращения.
Недостатком известного устройства является сложность конструктивного исполнения, а также отсутствие возможности сепарации этих фаз на выходе устройства.
Технический результат от использования предлагаемого изобретения направлен на упрощение конструкции вихревого центробежного реактора, а также на возможность разделения газообразной и твердой дисперсной фаз при их выводе из реактора без снабжения отдельным сепарационным устройством.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в вихревом центробежном реакторе, содержащем вихревую камеру с верхней и нижней торцевыми крышками и направляющим аппаратом, устройства ввода и вывода фаз, устройство вывода фаз разделено на патрубок вывода газообразной фазы и патрубок вывода твердой дисперсной фазы, причем патрубок вывода газообразной фазы расположен в центре вихревой камеры, с выходом за границы верхней и нижней торцевых крышек, при этом его нижний конец расположен в закрепленном в нижней торцевой крышке патрубке вывода твердой дисперсной фазы на глубине 0,4-2,5 своего диаметра, а направляющий аппарат выполнен с возможностью подачи многофазного потока под углом 30-60°.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено заявляемое устройство (продольный разрез); на фиг.2 - разрез А-А фиг.1.
Вихревой центробежный реактор состоит из образующих вихревую камеру верхней 1 и нижней 2 торцевых крышек и установленного между ними направляющего аппарата 3, представляющего собой цилиндр с множеством щелевых каналов, выполненных под углом А=30-60° к радиальному направлению (фиг.2), устройства ввода фаз 4, выполненного аксиально-симметричным в виде коаксиального патрубка, патрубка вывода газообразной фазы 5, расположенного в центре вихревой камеры. В нижней торцевой крышке 2 закреплен патрубок вывода твердой дисперсной фазы 6, а патрубок вывода газообразной фазы 5 расположен в центре вихревой камеры с выходом за границы верхней 1 и нижней 2 торцевых крышек, при этом его нижний конец расположен в верхней части патрубка вывода твердой дисперсной фазы б на глубине 0,4-2,5 своего диаметра.
Устройство работает следующим образом. Газодисперсный поток, содержащий газообразную и твердую дисперсные фазы, подается через устройство ввода фаз 4 и направляющий аппарат 3 в вихревую камеру. Угол ввода А направляющего аппарата 3 в зависимости от скоростей потока и размеров частиц дисперсной фазы выбирается из диапазона 30-60°. За счет наличия как тангенциальной, так и радиальной компонент скорости течения газа на каждую частицу твердой дисперсной фазы в потоке действует как центробежная сила, направленная радиально от центра, так и радиальная, направленная в центр вихревой камеры. Таким образом, в вихревой камере вихревого центробежного реактора существует зона радиусов, находясь в которой равнодействующая сила в радиальном направлении близка к нулю. То есть частица твердой дисперсной фазы движется по замкнутой траектории внутри вихревой камеры, а поток газообразной фазы обдувает ее в радиальном направлении. В результате в вихревой камере реактора в радиальном направлении возникают высокие разности скоростей частиц твердой дисперсной фазы и потока газообразной фазы. Это, в свою очередь, приводит к появлению распределенной по радиусу зоны повышенной концентрации твердой дисперсной фазы и одновременно к высоким скоростям прохождения газового потока через нее.
По мере движения газодисперсного потока к центру вихревой камеры условия существования зоны повышенной концентрации нарушаются. В окрестности патрубка вывода газообразной фазы 5 газ разворачивается, радиальная компонента скорости течения газа исчезает, под действием центробежной силы частицы твердой дисперсной фазы смещаются к стенке патрубка вывода твердой дисперсной фазы 6, происходит сепарация потоков газа и твердой дисперсной фазы. В дальнейшем газообразная фаза выводится из реактора через патрубок вывода газообразной фазы 5, а твердая дисперсная фаза, ссыпаясь по стенке патрубка вывода твердой дисперсной фазы 6, выводится из устройства.
Заявителем экспериментально было показано, что максимальный теплообмен между твердой дисперсной и газообразной фазами происходит при угле А входа газодисперсного потока, лежащего в пределах 30-60°. При этом в эксперименте угол изменялся с шагом 0,5° и каждый раз измерялась разность температур твердой дисперсной и газообразной фаз на выходе из реактора. В заявленном диапазоне углов входа газодисперсного потока разность температур была минимальной, то есть теплообмен максимален, а при выходе за указанные пределы углов теплообмен был минимален, а само устройство, как следствие, работало неэффективно.
Также экспериментально заявителем было показано, что наиболее эффективная сепарация газодисперсного потока в устройстве вывода фаз 4 происходит при условии, что патрубок вывода газообразной фазы 5 расположен таким образом, что его нижний конец расположен в верхней части патрубка вывода твердой дисперсной фазы 6 на глубине 0,4-2,5 своего диаметра. При уменьшении этой величины наблюдалось уменьшение эффективности сепарации фаз, а при ее увеличении - увеличение гидродинамического сопротивления всего устройства, что приводит к дополнительным затратам энергии при его работе.
Вихревой центробежный реактор изготавливают из металла, например стали, при этом направляющий аппарат изготавливают из цилиндрической втулки методом фрезеровки направляющих каналов.
Итак, по сравнению с прототипом изобретение имеет следующие преимущества:
1) упрощенная конструкция: отсутствие подвижных механизмов в рабочей зоне;
2) выполнение устройства вывода фаз с возможностью сепарации фаз газодисперсного потока без снабжения реактора отдельным сепарационным устройством позволяет быстро разделять твердую дисперсную и газообразную фазы и тем самым останавливать нежелательные вторичные, например химические, процессы взаимодействия фаз сразу после процесса тепло-массообмена в вихревой камере.
Claims (1)
- Вихревой центробежный реактор, содержащий вихревую камеру с верхней и нижней торцевыми крышками и направляющим аппаратом, устройства ввода и вывода фаз, отличающийся тем, что устройство вывода фаз разделено на патрубок вывода газообразной фазы и патрубок вывода твердой дисперсной фазы, причем патрубок вывода газообразной фазы расположен в центре вихревой камеры, с выходом за границы верхней и нижней торцевых крышек, при этом его нижний конец расположен в закрепленном в нижней торцевой крышке патрубке вывода твердой дисперсной фазы на глубине 0,4-2,5 своего диаметра, а направляющий аппарат выполнен с возможностью подачи многофазного потока под углом 30-60°.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005138386/15A RU2305581C1 (ru) | 2005-12-12 | 2005-12-12 | Вихревой центробежный реактор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005138386/15A RU2305581C1 (ru) | 2005-12-12 | 2005-12-12 | Вихревой центробежный реактор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2305581C1 true RU2305581C1 (ru) | 2007-09-10 |
Family
ID=38598120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005138386/15A RU2305581C1 (ru) | 2005-12-12 | 2005-12-12 | Вихревой центробежный реактор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2305581C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110678253A (zh) * | 2017-05-01 | 2020-01-10 | 法语天主教鲁汶大学 | 用于处理旋转流化床中的颗粒的设备 |
-
2005
- 2005-12-12 RU RU2005138386/15A patent/RU2305581C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110678253A (zh) * | 2017-05-01 | 2020-01-10 | 法语天主教鲁汶大学 | 用于处理旋转流化床中的颗粒的设备 |
CN110678253B (zh) * | 2017-05-01 | 2022-04-08 | 法语天主教鲁汶大学 | 用于处理旋转流化床中的颗粒的设备 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3647357A (en) | Process for mixing gases, liquids or finely grained solids with a carrier gas and for the manufacture of reaction products | |
Kudra et al. | Impinging stream dryers | |
KR20010072426A (ko) | 기체상으로부터 고체를 분리시키기 위한 방법 및 어셈블리 | |
JPH04227867A (ja) | 並流サイクロン分離器およびその適用方法 | |
JPH1028891A (ja) | 懸濁液を処理するための装置 | |
US11344853B2 (en) | Multifunctional hydrodynamic vortex reactor and method for intensifying cavitation | |
EP1791632B1 (en) | Improved particle treatment in an expanded toroidal bed reactor | |
RU2305581C1 (ru) | Вихревой центробежный реактор | |
RU1773469C (ru) | Роторный аппарат | |
GB1593520A (en) | Fluidized bed reactors | |
US2472777A (en) | Triple tube cyclone separator | |
EP0471716A1 (en) | MULTI-STAGE PRETEX REACTOR. | |
CN107234009A (zh) | 一种轴向进料型旋流器 | |
US20180229202A1 (en) | Device for injecting fluids into the free area of a rotating fluidised bed | |
CN107199128A (zh) | 一种侧向进料型旋流器 | |
RU2244584C1 (ru) | Малогабаритный высокоэффективный сепаратор "колибри " | |
US3127250A (en) | Heinemann | |
RU107961U1 (ru) | Вихревая ступень для контактного охлаждения газа | |
SU1150041A1 (ru) | Гидроциклон | |
RU2658057C1 (ru) | Устройство для тепломассоэнергообмена | |
SU1165436A2 (ru) | Вихревой сепаратор | |
SU1360756A1 (ru) | Тепломассообменный аппарат | |
CN108176198B (zh) | 一种废气-吸收液预混合多切向射流的吸收装置及方法 | |
RU57144U1 (ru) | Смеситель турбинный | |
SU1269847A1 (ru) | Центробежный аппарат дл очистки жидкости |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071213 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20091127 |
|
RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20100520 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121213 |